化合物半導體單晶片清洗技術

平頭叔

2021年12月7日 09:51

【摘要】本文開發了一種新穎的單晶片清洗技術，以滿足化合物半導體制造的需求:去除光刻膠和蝕刻后殘留物，同時保持與各種化合物半導體材料、暴露金屬和介電層的兼容性。CoatsClean平臺是工藝和化學技術的結合，具有顯著減少化學物質使用、縮短工藝時間、晶圓間一致性和工藝靈活性的特點。本文描述了CoatsClean技術，并展示了在生產聚酰亞胺過孔和基座層的GaAs異質結雙極晶體管(HBT)時去除蝕刻后殘留物的能力。

coats清潔過程描述

CoatsCleanTM工藝采用了一種新開發的EVG-301RS單片光刻膠剝離系統，專門用于實現CoatsCleanTM技術。用有機溶劑配方脫衣器去除。CoatsCleanTM過程是在一個碗中執行的多步驟過程，它使工具占用空間很小。晶片上涂上配方的脫衣器，有足夠的體積可以完全覆蓋晶片的頂部表面，與浸沒或單晶片噴霧工具相比，每個晶片的化學使用顯著減少。接下來，使用用點加熱，將配方在晶片上加熱。使用點加熱提供了靈活性，處理在不同的晶圓類型在相同的工具和在同一碗。加熱后，首先用少量的新鮮配方沖洗配方，然后用水噴霧沖洗。

最后，通過旋轉干燥來干燥晶片。除了減少化學物質的使用外，在每個晶片上使用新鮮的、未使用的溶液還會導致晶片對晶片的一致性和增加化學配方的穩定性，因為存儲在工具中的化學物質是在室溫下而不是在較高的清洗溫度下保存的。總的來說，CoatsCleanTM技術提供了一種光致光刻膠去除和晶片清潔的新方法，與傳統的光刻膠條工藝相比，它提供了環境的可持續性和更低的擁有成本。

聚酰亞胺VIA抗蝕條

采用涂層CleanTM技術去除兩種不同蝕刻工藝的蝕刻后殘留物。第一個過程是通過金屬-1和金屬-2之間的蝕刻得到的聚酰亞胺。孔在正光刻膠中形成，然后使用o2等離子體通過聚酰亞胺蝕刻。從下面的聚酰亞胺中去除剩余的光刻膠，一個單一的150mm晶片涂上涂層清潔配方。暴露于涂層清潔配方溶解30秒后，用新鮮配方沖洗晶片，然后用去離子水噴霧沖洗，然后通過旋轉干燥干燥。一個晶片的總工藝時間小于2分鐘，每個晶片配方的總體積使用量小于40mL。

圖1顯示了CoatsCleanTM抗蝕劑帶工藝前后的掃描電鏡圖像，清楚地顯示了底層聚酰亞胺膜中抗蝕劑層的去除。葉片使用魯道夫NSX-100自動光學檢查系統進行檢查。圖2顯示了來自NSX的晶圓圖，顯示了涂層透明膜剝離晶圓的模具產率，表明了良好的剝離性能。需要電氣特性，以確保使用光伏條加工的晶片上的器件性能。

圖1 光伏剝離工藝的掃描電鏡圖像:[左]未剝離，顯示光致抗蝕劑(頂層)和聚酰亞胺(底層)，涂覆后[右]剝離，僅顯示聚酰亞胺層

圖2 NSX-100光伏帶工藝晶圓圖，顯示99.3%的芯片成品率

圖3顯示了CoatsCleanTM條帶過程前后的掃描電鏡圖像，清楚地顯示了BP臺臺蝕刻后殘留物的去除。采用CoatsCleanTMBP條工藝在4個全流晶片上去除BP刻蝕后的殘留物。這些晶圓使用魯道夫NSX-100自動光學檢查系統進行檢查。來自NSX的蠟圖與使用標準的天空工廠工藝（基于溶劑的浴和噴霧清洗）剝離的晶片的比較，如圖4所示，顯示了可比的剝離性能。需要電氣表征，以確保使用CoatsCleanTM處理的晶片的器件性能。